EVOLBEE : cognition, reproduction et adaptation chez l’abeille

Thèmes de recherche

Les abeilles représentent un modèle scientifique éminent ainsi qu’un agent agricole majeur. Bien que ces insectes aient été beaucoup étudiés dans le passé, des aspects déterminants de leur comportement et de leur histoire évolutive sont encore totalement inconnus. Notre objectif général est d’apporter une meilleure compréhension des règles sous-jacentes de l’adaptation des abeilles à leur environnement, et de rechercher les bases génétiques et nerveuses de leurs comportements en apportant une dimension évolutive à ces études. Les abeilles montrent des capacités cognitives particulièrement élaborées dont l’origine pourrait être liée à l’adaptation de leur système nerveux central à la recherche de ressources alimentaires dans un environnement hautement complexe ainsi qu’à leur nature eusociale.

Afin de comprendre l’importance de ces adaptations et leur possible origine évolutive, nous étudions les capacités de perception, d’apprentissage et de mémoire des abeilles à l’échelle de l’individu et de la colonie. L’étude de ces capacités de perception est également abordée dans le cadre de la communication phéromonale entre reproducteurs, de l’individu à la population (congrégation de mâles) et est menée dans un contexte de recherche de mécanismes de spéciation (isolement sexuel) potentiel entre les différentes espèces du genre et entre sous espèces d’Apis mellifera.  Enfin, nous effectuons des travaux cherchant à prémunir les abeilles contre certains dangers comme les pesticides ou une espèce invasive, le frelon asiatique.

[vers nos publications]

Membres

Chercheurs et Enseignants-chercheurs

  • Jean-Christophe Sandoz, Directeur de Recherche CNRS. Responsable d’Équipe. Perception et apprentissage olfactifs et visuels chez l’abeille Apis mellifera. Communication phéromonale et équipement sensoriel et neuronal chez différentes espèces et races d’abeilles du genre Apis. Techniques: imagerie calcique in vivo, neuroanatomie, comportement (conditionnement appétitif et aversif, orientation).
  • Julie Carcaud, Maître de Conférence Université Paris-Saclay. Evolution des systèmes gustatif et olfactif des abeilles : étude comportementale et neurophysiologique.
  • Line Duportets, Maître de Conférence Université Paris-Saclay. Physiologie et comportements reproducteurs chez l’abeille.
  • Gérard Arnold, Directeur de Recherche Émérite CNRS. Comportements ; étude de l’impact de l’espèce invasive Vespa velutina sur l’abeille domestique et sur l’écosystème ; l’abeille domestique utilisée comme espèce bioindicatrice.

Ingénieurs et Techniciens

  • Gaëlle Claisse, Ingénieure d’Etude CNRS. Edition de génome et olfaction chez l’abeille.
  • Virginie Larcher, Assistante Ingénieure CNRS. Neuroanatomie et neurophysiologie chez les hyménoptères.

Postdoctorants

  • Antoine Couto, Postdoctorant. Evolution du système olfactif chez les Hyménoptères.
  • Julia Mariette, Postdoctorante. Codage de l’information phéromonale dans le cerveau des abeilles.
  • Lohan Valadares, Postdoctorant. Amines biogènes et dominance chez les fourmis.

Doctorants

  • Benjamin Andreu, Doctorant. Représentation neurale des phéromonale sociales chez l’abeille
  • Loïc Colin, Doctorant. Effet des pesticides sur l’apprentissage et la mémoire chez l’abeille.
  • Simon Marty, Doctorant. Evolution du système olfactif chez les Hyménoptères.
  • Melissa Pitzalis, Doctorante. Codage gustatif dans le cerveau de l’abeille.

Étudiants de Master

  • Alizée Delarue, Master 2. Etude fonctionnelle de récepteurs phéromonaux chez l’abeille
  • Lucie Savignac, Master 2. Etude neuroanatomique de la voie olfactive chez la guêpe émeraude.

Les anciens

  • Mariangela Arca, Doctorante. Caractérisation génétique et étude comportementale d’une espèce envahissante en France: Vespa velutina
  • Aurore Avarguès-Weber, Postdoctorante. Apprentissages non-élémentaires sur compensateur de locomotion.
  • Florian Bastin, Doctorant. Évolution de la communication sexuelle chez l’abeille.
  • Andreas Brandstaetter, Postdoctorant. Évolution de la communication phéromonale dans le genre Apis.
  • Hanna Cholé, Doctorante. Apprentissage social chez l’abeille domestique
  • Antoine Couto, Doctorant puis postdoctorant. Études neuroanatomiques et comportementales chez le frelon asiatique Vespa velutina.
  • Kevin Fradin. Étude comportementale de l’apprentissage chez le frelon asiatique Vespa velutina.
  • Pierre Junca, Doctorant. Bases comportementales et génétiques des apprentissages aversif et appétitif chez l’abeille.
  • Nicholas Henderson, Étudiant de M2R. Apprentissage de mélanges olfactifs chez l’abeille.
  • Justine Leloup, Étudiante de M2R. Apprentissage bimodal chez l’abeille domestique.
  • Thierry Louis, Postdoctorant. Étude des récepteurs olfactifs sexuels chez l’abeille.
  • Amélie Noël, Assistante Ingénieur (sur contrat – IDEX Paris-Saclay)
  • Ana-Carolina Roselino, Postdoctorante. Neuroanatomie du système olfactif des abeilles sans dard.
  • Marie-Anne Wycke, Étudiante de M2R. Apprentissage de mélanges olfactifs.

 

Publications de l’Equipe

2023

  • Carcaud, J., Otte, M., Grünewald, B., Haase, A.*, Sandoz, J.C.*, Beye, M.* (2023). Multisite imaging of neural activity using a genetically encoded calcium sensor in the honey bee. PLoS Biology, 21(1), e3001984, 1-20.
  • Carcaud, J., Sandoz, J.C. (2023). Insect Neuroethology: more than behavior and neurons. Current Opinion in Insect Science, 57, 101037, 1-3.
  • Couto, A., Marty, S., Dawson, E.H., d’Ettorre, P., Sandoz, J.C.*, Montgomery, S.H.* (2023). Evolution of the neuronal substrate for kin recognition in social Hymenoptera. Biological Reviews (in press)
  • Grüter, C., Balbuena, M. S., Valadares, L. (2023). Mechanisms and adaptations that shape division of labour in stingless bees. Current Opinion in Insect Science, 58, 101057,1-6.
  • Mariette, J., Noël, A., Louis, T., Montagné, N., Chertemps, T., Jacquin-Joly, E., Marion-Poll, F., Sandoz, J.C. (2023). Transcuticular calcium imaging as a tool for the functional study of insect odorant receptors. Frontiers in Molecular Neuroscience, 16, 1182361, 1-14.
  • Piqueret, B., Montaudon, E., Devienne, P., Leroy, C., Marangoni, E., Sandoz, J.C.*, d’Ettorre, P.* (2023). Ants act as olfactory bio-detectors of tumours in patient-derived xenograft mice. Proceedings of the Royal Society B, 290 (1991), 20221962, 1-8.
  • Piqueret, B., Sandoz, J.C., d’Ettorre, P. (2023). Disease detection using animal olfaction: the neglected potential of invertebrates. Frontiers in Ecology and Evolution, 10, 960757, 1-10.

2022

  • Bestea, L., Paoli, M., Arrufat, P., Carcaud, J., Sandoz, J.C., Velarde, R., Giurfa, M., de Brito Sanchez, M.G. (2022). The short neuropeptide F regulates appetitive but not aversive responsiveness in a social insect. iScience, 25(1), 103619, 1-22.
  • Bestea, L., Briard, E., Carcaud, J., Sandoz, J.C., Velarde, R., Giurfa, M., de Brito Sanchez, M.G. (2022). Short neuropeptide F (sNPF) promotes the acquisition and formation of visual memories in honey bees. Biology Letters, 18, 20210520, 1-5.
  • Capela, N., Dupont, Y. L., Rortais, A., Sarmento, A., Papanikolaou, A., Topping, C. J., Arnold, G., . . . Sousa, J.P. (2022). High accuracy monitoring of honey bee colony development by a quantitative method. Journal of Apicultural Research, 1-10.
  • Cholé, H., Merlin, A., Henderson, N., Paupy, E., Mahé, P., Arnold, G., Sandoz, J. C. (2022). Antenna movements as a function of odorants’ biological value in honeybees (Apis mellifera L.). Scientific Reports, 12, 11674, 1-16.
  • Coureaud, G., Thomas-Danguin, T., Sandoz, J.C., Wilson, D.A. (2022). Biological constraints on configural odour mixture perception. Journal of Experimental Biology, 225(6): jeb242274, 1-10.
  • Piqueret, B., Bourachot, B., Leroy, C., Devienne, P., Mechta-Grigoriou, F., d’Ettorre, P. *, Sandoz, J.C.* (2022). Ants detect cancer cells through volatile organic compounds. iScience, 25(3), 103959, 1-12.
  • Policarpo, M., Bemis, K.E., Laurenti, P., Legendre, L., Sandoz, J.C., Rétaux, S., Casane, D. (2022). Coevolution of the olfactory organ and its receptor repertoire in ray-finned fishes. BMC Biology, 20:195, 1-10.
  • Valadares, L., Nascimento, F. S., Châline, N. (2022). Small workers are more persistent fighters than soldiers in the highly polymorphic Atta leaf-cutting ants. Animal Behaviour, 189, 15-21.
  • Valadares, L., Vieira, B.G., Santos do Nascimento, F., Sandoz, J.C. (2022). Brain size and behavioral specialization in the jataí stingless bee (Tetragonisca angustula). Journal of Comparative Neurology, 530 (13), 2304-2314.

2021

  • Arnold, G. (2021). Conflicts of interest and improvement through peer review: the case of IPBES report on pollinators. Current Opinion in Insect Science, 46, 57–63.
  • Bestea, L., Réjaud, A., Sandoz, J.C., Carcaud, J., Giurfa, M., de Brito Sanchez, M. G. (2021). Peripheral Taste Detection in Honey Bees: What do Taste Receptors Respond to? European Journal of Neuroscience, 54(2), 4417-4444.
  • Couto, A., Arnold, G., Ai, H., Sandoz, J.C. (2021). Interspecific variation of antennal lobe composition among four hornet species. Scientific Reports, 11, 20883, 1-12.
  • Mariette, J., Carcaud, J., Sandoz, J.C. (2021). The neuroethology of olfactory sex communication in the honeybee Apis mellifera. Cell and Tissue Research, 383, 177–194.
  • Mertes, M., Carcaud, J., Sandoz, J.C. (2021). Olfactory coding in the antennal lobe of the bumble bee Bombus terrestris. Scientific Reports, 11, 10947, 1-14.
  • Policarpo M., Bemis K.E., Tyler J.C., Metcalfe C.J., Laurenti P., Sandoz J.C., Rétaux S. and Casane D. (2021). Evolutionary dynamics of the OR gene repertoire in teleost fishes: evidence of an association with changes in olfactory epithelium shape. Molecular Biology and Evolution, 38(9), 3742-3753.
  • Silva, J. P., Valadares, L., Vieira, M. E. L., Teseo, S., Châline, N. (2021). Tandem running by foraging Pachycondyla striata workers in field conditions vary in response to food type, food distance, and environmental conditions. Current Zoology, 67(5), 541-549.

2020

  • Lai, Y., Despouy, E., Sandoz, J.C., Su, S., de Brito Sanchez, G., Giurfa, M. (2020). Degradation of an appetitive olfactory memory via devaluation of sugar reward is mediated by 5-HT 2 signaling in the honey bee. Neurobiology of Learning and Memory, 107278, 1-13.
  • Wycke, M.A. Coureaud, G., Thomas-Danguin, T., Sandoz, J.C. (2020). Configural perception of a binary olfactory mixture in honey bees as in humans, rodents and newborn rabbits. Journal of Experimental Biology 223, jeb22761, 1-12.

2019

  • Cholé, H., Carcaud, J., Mazeau, H., Famié, S., Arnold, G., Sandoz, J.C. (2019). Social contact acts as appetitive reinforcement and supports associative learning in honeybees. Current Biology, 29(8), 1407-1413.
  • Junca, P., Garnery, L., Sandoz, J.C. (2019). Genotypic trade-off between appetitive and aversive capacities in honeybees. Scientific Reports (in press).
  • Piqueret, B., Sandoz, J.C., d’Ettorre, P. (2019). Ants learn fast and do not forget: olfactory associative learning and extinction in Formica fusca. Royal Society Open Science, 6: 190778, 1-11.
  • Yanagawa, A., Couto, A., Sandoz, J.C., Hata, T., Mitra, A., Ali Agha, M., Marion-Poll, F. (2019). LPS perception through a taste-induced reflex in Drosophila. Journal of Insect Physiology, 112, 39-47.

2018

  • Bastin, F., Couto, A. , Larcher, V., Phiancharoen, M., Koeniger, G., Koeniger, N., Sandoz, J.C. (2018). Marked inter-specific differences in the neuroanatomy of the male olfactory system of honey bees (genus Apis). Journal of Comparative Neurology, 526, 3020-3034.
  • Brand, P., Larcher, V., Couto, A., Sandoz J.C.*, Ramirez, S.* (2018). Sexual dimorphism in visual and olfactory brain centers in the perfume-collecting orchid bee Euglossa dilemma (Hymenoptera, Apidae). Journal of Comparative Neurology, 526, 2068–2077.
  • Carcaud, J., Giurfa, M., Sandoz J.C. (2018). Differential processing by two olfactory subsystems in the honeybee brain. Neuroscience, 378, 33-48.
  • Mancini, N., Giurfa, M., Sandoz J.C., Avarguès-Weber, A. (2018). Aminergic neuromodulation of associative visual learning in harnessed honey bees. Neurobiology of Learning and Memory, 155, 556-567.
  • Monceau, K., Arca, M., Leprêtre, L., Bonnard, O., Arnold, G., Thiéry, D. (2018). How Apis mellifera behaves with its invasive hornet predator Vespa velutina. Journal of Insect Behavior, 31, 1-11.
  • Oulhaci, C.M., Denis, B., Kilani-Morakchi, S., Sandoz, J.C., Kaiser-Arnaud, L., Joly, D., Aribi, N. (2018). Azadirachtin effects on mating success, gametic abnormalities and progeny survival in Drosophila melanogaster (Diptera). Pest Management Science, 74, 174-180.

Ouvrages

  • « Les abeilles face au risque toxique », Editors: Charnet, P, Sandoz, J.C., Collet, C. (2022), CNRS Editions (450 p)

Chapitres d’ouvrages

  • Noël, A., Sandoz, J.C. (2022) La colonie d’abeilles : un système complexe et fragile. In: Collet, C., Sandoz, J.C., Charnet, P. (eds). Les abeilles face au risque toxique. CNRS Editions, 43-64.